Y32-1000T三梁四柱液壓機設計含開題報告及8張CAD圖.zip

Y32-1000T三梁四柱液壓機設計含開題報告及8張CAD圖.zip,Y32,1000,三梁四柱,液壓機,設計,開題,報告,CAD 任務書 論文(設計)題目：Y32-1000T四柱壓機設計 工作日期：2017年12月18日 ~ 2018年05月18日 1.選題依據(jù): 液壓機是一種以液體為工作介質(zhì)，用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器。液壓機被廣泛應用于機械工業(yè)的多領域，例如在鍛壓領域中，液壓機廣泛應用于自由鍛造、模鍛 、沖壓、擠壓、剪切、拉拔成型以及超塑性成型等許多工藝中；而在機械工業(yè)的其他領域，液壓機更被應用于粉末制品、塑料制品、磨料制品、金剛石成型、校正壓裝、打包以及橡膠注塑成型等不同的工業(yè)領域。 2.論文要求(設計參數(shù)): 設計說明書（不少于6000文字），相關圖紙（A0圖紙的不少于兩張，零件圖若干 ），外文翻譯（不少于2000字）。 3.個人工作重點: 液壓機的整體結構設計，機座部分結構設計、材料選擇，四柱部分結構設計、材料選擇，液壓缸的計算及設計，液壓系統(tǒng)設計、元件選擇。 4.時間安排及應完成的工作: 第1周：下達畢業(yè)設計任務，查找相關文獻資料。 第2周：研讀文獻資料并完成文獻綜述。 第3周：撰寫開題報告，準備開題答辯。 第4周：開題答辯，答辯后根據(jù)老師的建議修改開題報告。寒假期間完成外文的翻譯工作 。 第5周：完成四柱液壓機整體的方案設計選擇。 第6周：根據(jù)所選擇的方案進行液壓機的結構設計。 第7周：進行液壓機底座部分結構材料的選擇、參數(shù)的計算、校核。 第8周：液壓機四柱部分結構材料的選擇、參數(shù)的計算、校核。 第9周：液壓動力系統(tǒng)的方案設計。 第10周：液壓動力系統(tǒng)的相關參數(shù)計算、校核。液壓系統(tǒng)圖的繪制及液壓元件的選擇。 第11周：完成裝配圖繪制。 第12周：完成零件圖的繪制。第13周：撰寫說明書。 第14周：打印材料，準備PPT，準備答辯。 5.應閱讀的基本文獻: [1]曾金越.四柱液壓機設計分析[D].合肥工業(yè)大學，2014年. [2]卜勻,龔清華,高艷紅.基于有限元分析的200t四柱液壓機主體設計[J].現(xiàn)代機械 ,2013(02):28-31. [3]卜勻，王會剛，劉曉雯.基于有限元分析的2MN四柱液壓機液壓缸設計[B].機床與液壓 ，2014年，第42卷（16）:101-103. [4]劉澤民.三梁四柱式液壓機參數(shù)化系統(tǒng)設計及優(yōu)化[D].燕山大學,2013年. [5]周偉.鍛壓技術發(fā)展現(xiàn)狀及問題研究[J].科技風,2014(21):81. [6]章文譽.基于PDM液壓機快速配置系統(tǒng)[D].合肥工業(yè)大學，2009年. [7] 卜勻,龔清華,王曉東.四柱液壓機橫梁結構設計與有限元特性分析[J].裝備制造技術 ,2017(05):7-11. [8]金會光.國內(nèi)外大鍛件制造的發(fā)展與對比[J].金屬加工（熱加工），2014年（01）64-68. [9]王曄，楊明堂.150t液壓機液壓系統(tǒng)設計 [J].液壓與傳動；2010年（08）:57-60. [10] Liu Zhongwei. The design of the Giant die forging hydraulic press synchronous control system and its dynamic simulation[A]. Shanghai Normal University、Guilin University of Aerospace Technology、Aerospace Industries Association of Guangxi、Central South University、Tsinghua University.Proceedings of the 3nd International Conference on Digital Manufacturing & Automation(ICDMA2012)[C].Shanghai Normal University、Guilin University of Aerospace Technology、Aerospace Industries Association of Guangxi、Central South University、Tsinghua University:,2012:6. [11] Jin Yu. Simulation and analysis on main synchronized hydraulic cylinder of huge hydraulic press[A]. Chinese Association of Fluid Power Control Engineering.Fluid Dynamic and Mechanical & Electrical Control Engineering[C].Chinese Association of Fluid Power Control Engineering:,2012:4. 指導教師簽字： XX 教研室主任意見： 同意 簽字：XX 2017年12月14日 教學指導分委會意見： 同意 簽字：XX 2017年12月15日 學院公章 進度檢查表 第 -1 周 工作進展情況 審題、查找資料、寫出文獻綜述、完成開題報告。做好論文編寫的準備 2018年01月10日 指導教師意見 畢業(yè)設計任務下達后，該生按時完成了相關文獻集料的查找，完成了開題報告的撰寫，順利通過了開題答辯，繼續(xù)按計劃進行后續(xù)任務。 指導教師(簽字)：XX 2018年01月11日 第 2 周 工作進展情況 通過查閱相關資料，確定設計方案，完成系統(tǒng)結構草圖。 2018年03月18日 指導教師意見 開題報告完成后，按計劃繼續(xù)進行了設計工作，寒假期間完成了相關外文翻譯，結構方案設計比較合理。繼續(xù)進行相關工作。 指導教師(簽字)：XX 2018年03月27日 第 5 周 工作進展情況 通過參考知網(wǎng)以及相關教材，對液壓機主機部分進行材料的選擇，參數(shù)的計算、校核。 2018年03月18日 指導教師意見 基本按計劃完成了部分的工作，進度稍慢了點，結構設計及參數(shù)計算合理正確。繼續(xù)進行。 指導教師(簽字)：XX 2018年04月11日 第 8 周 工作進展情況 液壓動力系統(tǒng)的方案設計,液壓動力系統(tǒng)的相關參數(shù)計算、校核。液壓 系統(tǒng)圖的繪制及液壓元件的選擇,完成裝配圖繪制,完成零件圖的繪制。 2018年05月07日 指導教師意見 液壓系統(tǒng)的計算，校核合理，進度基本趕上來了，繼續(xù)進行圖紙繪制。 指導教師(簽字)：XX 2018年05月07日 第 11 周 工作進展情況 各部分設計、計算均完成，說明書整理完畢，畫完圖紙，準備答辯。 2018年05月22日 指導教師意見 基本完成了各部分是設計、計算及校核，圖紙、說明書也基本整理完畢 ，整體上工作進度較慢，馬上做最后的收尾工作，準備答辯。 指導教師(簽字)：XX 2018年05月17日 第周 工作進展情況 年 月 日 指導教師意見 指導教師(簽字)： 年 月 日 過程管理評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 工作態(tài)度 態(tài)度認真，刻苦努力，作風嚴謹 3 2 遵守紀律 自覺遵守學校有關規(guī)定，主動聯(lián)系指導教師,接受指導 3 2 開題報告 內(nèi)容詳實，符合規(guī)范要求 5 3 任務完成 按時、圓滿完成各項工作任務 4 2 過程管理評分合計 9 過程管 理評語 該生在完成畢業(yè)設計的過程中表現(xiàn)出態(tài)度較認真，工作較刻苦努力，作風較嚴謹。 學生能夠自覺遵守學校的有關規(guī)定，但是不能夠主動聯(lián)系指導教師，每一次都是老師聯(lián)系學生才能過來接受指導，表現(xiàn)出比較散漫。 開題報告內(nèi)容詳實，符合規(guī)范要求,所研究內(nèi)容是學生所學專 業(yè)知識的延續(xù)，符合學生專業(yè)發(fā)展方向，對于提高學生的基本知識和技能，對于提高學生的研究能力有益。 該同學前期工作進度良好，但到了中后期工作進度比較慢一些 ，經(jīng)過最后的努力，基本能完成各項工作任務。 指導教師簽字:XX 日期:2018-05-19 指導教師評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 3 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 5 3 完成質(zhì)量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 指導教師評分合計 13 指導教 師評語 “Y32-1000T四柱壓機”選題源于實際工程應用，與實踐工作 結合比較緊密，是學生所學專業(yè)知識的延續(xù)，符合學生專業(yè)發(fā)展方向，對于提高學生的基本知識、技能和研究能力有益。符合學校的相關目標要求，實踐意義較強，有一定的開拓性，難度適宜，工作量飽滿。 從學生的工作過程中和論文圖紙完成的質(zhì)量來看，該生的綜合運用知識能力一般，中文表達較為準確，外文能力有待提高 ，文獻資料檢索能力較好一些，計算機操作比較熟練。 論文的文題相符，概念基本準確，其中的分析、論證、設計、計算等基本正確合理，結論明確。論文的撰寫格式、圖表等基本符合規(guī)范要求。 指導教師簽字:XX 日期:2018-05-19 評閱人評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 3 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表 達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 5 3 完成質(zhì)量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確 合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 6 評閱人評分合計 12 評閱人 評語 Y32-1000T四柱壓機在壓鑄成型中廣泛應用，其設計不僅可以 鞏固學生所學專業(yè)技術知識，而且也是一次所學綜合知識的檢驗 ，通過該設計可以培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力，同時提高學生結構設計和液壓系統(tǒng)分析的能力。因此選題符合培養(yǎng)目標要求 ，且具有一定的實踐意義。該生在查閱相關資料的基礎上，對液壓機的主缸和頂出缸的設計進行了設計，并繪制出液壓系統(tǒng)原理圖。這說明該生掌握了一定的專業(yè)技術知識，論文文題基本相符，內(nèi)容不夠清晰，邏輯性有待提高，計算和分析還需嚴謹。同意答辯。 評閱人簽字：XX 評閱人工作單位：機械工程學院日期：2018-05-23 答辯紀錄 學生姓名：XX 專業(yè)班級：XX 畢業(yè)論文(設計)題目： Y32-1000T四柱壓機設計 答辯時間：2018年05月 日 時 分 ~ 時 分 答辯委員會(答 主任委員(組長)： XX 辯小組)成員 委 員(組 員)： XX XX XXX 答辯委員會(答辯小組)提出的問題和答辯情況 問題1：為什么采用變量泵？ 回 答： 因為負載變化。 問題2：Y32——1000是什么意思？ 回 答： 32是型號，1000噸。 問題3：主缸內(nèi)徑是多少？ 回 答： 主缸內(nèi)徑是320mm. 問題4：主機尺寸是多少？ 回 答： 是4000左右。 問題5：三梁四柱 什么？ 回 答： 上橫梁，在中間活動梁，下面的底梁，四個支出支承柱。 記錄人： 2018年05月24日 答辯委員會評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 自述總結 思路清晰,語言表達準確,概念清楚,論點正確,分析歸納合理 10 7 答辯過程 能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù) 10 6 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 5 完成質(zhì)量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確 合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 6 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表 達與外語應用能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 10 6 答辯委員會評分合計 30 答辯委員會評語 XX同學在畢業(yè)設計工作期間，基本遵守各項紀律，表現(xiàn)一般。 能按時完成畢業(yè)設計有關任務。 論文立論正確，立論分析無原則性的錯誤，解決問題方案有一定的參考價值，結論基本正確。 論文使用的概念基本正確，語句通順，條理比較清楚。 論文中使用的圖表，設計中的圖紙在書寫和制作時，能夠執(zhí)行國家相關標準，基本規(guī)范。 能夠查閱文獻資料，原始數(shù)據(jù)搜集得當，實驗或計算結論基本準確。 答辯過程中，能夠闡述出論文的主要內(nèi)容，主要問題經(jīng)答辯教師啟發(fā)后能夠回答出來。 答辯成績： 30 答辯委員會主任： XX 成績評定 項目分類 成績評定 過程管理評分 9 指導教師評分 13 評閱人評分 12 答辯委員會評分 30 總分 64 成績等級 D 成績等級按“A、B、C、D、F”記載 成績審核人簽章： XX 學院審核人簽章： XX 一、選題依據(jù) 1．論文（設計）題目 Y32-1000T 四柱壓機設計 2．研究領域 機械設計制造及其自動化—機械設計、液壓傳動 3．論文（設計）工作的理論意義和應用價值 液壓機是一種以液體為工作介質(zhì)，用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器。液壓機被廣泛應用于機械工業(yè)的多領域，例如在鍛壓領域中，液壓機廣泛應用于自由鍛造、模鍛、沖壓、擠壓、剪切、拉拔成型以及超塑性成型等許多工藝中；而在機械工業(yè)的其他領域，液壓機更被應用于粉末制品、塑料制品、磨料制品、金剛石成型、校正壓裝、打包以及橡膠注塑成型等不同的工業(yè)領域。 四柱式液壓機主要分為：上缸式四柱液壓機、下缸式四柱液壓機。液壓機與機械壓力機相比，具有壓力和速度可在廣泛的范圍內(nèi)無級調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，結構布局靈活，各執(zhí)行機構動作可很方便地達到所需要的配合關系等許多優(yōu)點。同時液壓元件具有高度的通用化標準化特點，設計和制造均較為簡單。所以液壓機在國民經(jīng)濟各部門得到了日益廣泛的應用。 四柱式液壓機的特點：三梁四柱結構，經(jīng)濟適用，液壓控制采用插裝閥集成系統(tǒng)， 減少泄露點，動作可靠，適用壽命長，可實現(xiàn)定壓和定程兩種成形工藝，具有保壓延時功能。由于四柱液壓機結構緊湊、操作方便，應用面廣，同時四柱液壓機的設計遵循一定的步驟，加工企業(yè)在面對不同用戶的需求時只需在原有系列四柱液壓機基礎上進行參數(shù)調(diào)整即可，因此在生產(chǎn)加工領域取得了廣泛發(fā)展。液壓技術的應用實現(xiàn)了從手動到半自動化、自動化的發(fā)展，從而也推動了機械工業(yè)的向前發(fā)展。在整個機械傳動工程中，液壓傳動技術扮演了舉足輕重的角色。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 早在 1662 年，帕斯卡就現(xiàn)了利用液體產(chǎn)生很大力量的可能性，1795 年，英國人 Bramah 取得了第一個手動液壓機的專利 。此外，在英國、法國、德國也先后建造過200~300MN 的各種大型模鍛液壓機。1976 年，在法國投產(chǎn)了在西歐最大的 650MN 模鍛液壓機。 我國液壓起步較晚，只有 50 年的發(fā)展歷史，80 年代以后我國液壓機開始進入高速發(fā)展階段。目前，我國已建立自己的液壓機設計和制造行業(yè)。由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結構方面已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機的發(fā)展體現(xiàn)在新的方面。隨著比例伺服技術展，液壓機的停位精度、速度控制精度越來越高，液壓機趨向高精度發(fā)展。高速化、高效化、低能耗提高了液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本；自動化、智能化、微電子技術的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅現(xiàn)在加工，應能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷好人調(diào)整，具有故障預處理的功能；液壓元件集成化、標準化，集成的液壓系統(tǒng)減少了管路鏈接，有效的防治了泄露和污染，標準 化的元件為機器維修帶來了方便。 在國際上來看，由于技術發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機型無較大差距，主要差別在加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防治沖擊和震動方面，有比較明顯的改善。在油路結構設計方面，國內(nèi)外液壓機都趨向于集成化、封閉式設計，插裝閥、疊加閥和復合化原件以及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應用。特別是集成塊可以得到專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設計的周期也特別短。 二、論文（設計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 （1）液壓機的主機結構設計， （2）液壓機的液壓系統(tǒng)設計，主要包括：液壓系統(tǒng)的方案設計、液壓系統(tǒng)的參數(shù)計算、液壓元件的選擇、液壓系統(tǒng)性能驗算。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） ( 1 ) 查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢； （2）設計總體方案； （3）根據(jù)設計要求，設計液壓控制系統(tǒng)，確定各個液壓元件的型號尺寸和液壓油 （4）根據(jù)擬定方案，進行液壓缸各部分的計算和校核， 3.本論文（設計）預期取得的成果 通過學習及查閱有關資料掌握四柱液壓機的工作原理以及其機構的設計, 了解現(xiàn)在四柱液壓機的發(fā)展趨勢、相關技術的對比及市場前景。通過自主設計并選擇最合理的方案設計能夠得到以下結果： (1)四柱液壓機工作原理及總體方案設計； (2)主要部件的結構設計（裝配圖、零件圖） (3)設計說明書； (4)與四柱液壓機相關的一篇外文翻譯（2000 字以上）。 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 技術參數(shù)：液體最大壓力為 24-28MPa。運行速度：空載上行:78-82mm/s，工作;8-10 mm/s，回程：45-50mm/s?；瑝K最大行程：880-900mm。 技術路線 a.查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢； b.制定四柱液壓機總體方案設計； c.對四柱液壓機方案的具體部分進行理論計算； d.進行四柱液壓機的結構設計; e.利用計算機輔助設計對方案進行校核。 2.論文（設計）進度計劃 第一周至第二周：審題、查找資料、寫出文獻綜述。第三周：開題報告。 第四周至第五周：完成系統(tǒng)的方案設計。 第六周：完成系統(tǒng)結構草圖，進行運動參數(shù)設計計算。 第七周至第十周：對 Y32-1000T 四柱壓機設計方案進行改進、完善。第十一周至第十二周：完成所有的裝配圖和零件圖。 第十三周：總體完善，達到設計要求，完善畢業(yè)設計說明書。第十四周：制作 PPT，打印相關文件，準備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻 [1]曾金越.四柱液壓機設計分析[D].合肥工業(yè)大學，2014 年. [2]卜勻,龔清華,高艷紅.基于有限元分析的 200t 四柱液壓機主體設計[J].現(xiàn)代機械,2013(02):28-31. [3]卜勻，王會剛，劉曉雯.基于有限元分析的 2MN 四柱液壓機液壓缸設計[B].機床與 液 壓 ，2014 年 ， 第 42 卷 （16）:101-103. [4]劉澤民.三梁四柱式液壓機參數(shù)化系統(tǒng)設計及優(yōu)化[D].燕山大學,2013 年. [5]周偉.鍛壓技術發(fā)展現(xiàn)狀及問題研究[J].科技風,2014(21):81. [6]章文譽.基于 PDM 液壓機快速配置系統(tǒng)[D].合肥工業(yè)大學，2009 年. [7] 卜勻,龔清華,王曉東.四柱液壓機橫梁結構設計與有限元特性分析[J].裝備制造技術,2017(05):7-11. [8]金會光.國內(nèi)外大鍛件制造的發(fā)展與對比[J].金屬加工（熱加工），2014 年（01） 64-68. [9]鄭文達，權曉惠，李俊輝.鍛造液壓機的現(xiàn)狀及其展望[J].重型機械，2012 年 （03）:2-10. [10]楊聯(lián)英.淺談國內(nèi)外液壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2014 年（03） 93. [11]王曄，楊明堂.150t 液壓機液壓系統(tǒng)設計 [J].液壓與傳動；2010 年（08）:57-60. [12] 劉飛. 雙缸四柱液壓機同步控制系統(tǒng)仿真與研究[D].上海工程技術大學,2016 [13]周鵬.模鍛壓力機液壓系統(tǒng)的設計[J].鍛壓技術，2017 年，（06）166-169. [12]張鳳志，毛忠義.一小型液壓機液壓系統(tǒng)設計[J].電子制作，2014 年（10）:13-14. [13]俞新露.液壓機的設計與應用[M].機械工業(yè)出版社，2006 年 12 月:166-169. [14]徐紅旗，孫成波，馬慶國，石羅.1100MN 鍛造液壓機液壓系統(tǒng)設計研究[J].液壓與 氣 動 ,2010 年 （11）:56-58. [15]閆莉敏，鄭雪蘋.四柱液壓升降機液壓控制系統(tǒng)設計[B] 機床與液壓，2015 年43 卷（22）:188-189. [16] Liu Zhongwei. The design of the Giant die forging hydraulic press synchronous control system and its dynamic simulation[A]. Shanghai Normal University、Guilin University of Aerospace Technology、Aerospace Industries Association of Guangxi 、 Central South University 、 Tsinghua University.Proceedings of the 3nd International Conference on Digital Manufacturing & Automation(ICDMA2012)[C].Shanghai Normal University、Guilin University of Aerospace Technology、Aerospace Industries Association of Guangxi、Central South University、Tsinghua University:,2012:6. [17] Jin Yu. Simulation and analysis on main synchronized hydraulic cylinder of huge hydraulic press[A]. Chinese Association of Fluid Power Control Engineering.Fluid Dynamic and Mechanical & Electrical Control Engineering[C].Chinese Association of Fluid Power Control Engineering:,2012:4. 附：文獻綜述或報告一、引言 液壓機是一種以液體為工作介質(zhì)，用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器。液壓機被廣泛應用于機械工業(yè)的許多領域，例如在鍛壓（塑性加工）領域中，液壓機被廣泛應用于自由鍛造、模鍛、沖壓（板料成形）、擠壓、剪切、拉拔成形及超塑性成形等許多工藝中；而在機械工業(yè)的其他領域，液壓機被應用于粉末制品、塑料制品、磨料制品、金剛石成形、校正壓裝、打包、壓磚、橡膠注塑成形、海綿鈦加工、人造板熱壓，乃至炸藥模壓等十分廣泛的不同工業(yè)領域。 二、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀 國內(nèi)液壓機的研究成果 在我國，液壓起步較晚，液壓行業(yè)的發(fā)展只有 50 年左右。 文獻【1】對四柱液壓機的設計進行了分析綜述。液壓機作為是一種重要的工業(yè)生產(chǎn)設備,其主機結構是液壓機結構設計的關鍵,因為主機結構往往決定性的影響其制造成本、技術性能和使用壽命等,所以目前針對液壓機結構設計分析方法主要是對主機機架結構的設計分析?，F(xiàn)在對主機機架結構設計分析方法由最初材料力學方法 (許用應力法)、發(fā)展為有限元分析法、模塊化和可適應設計以及還在研究中極限狀態(tài)分析方法。材料力學分析法：1)以平面框架簡化代替對稱的空間框架。 2)立柱與上、下橫梁為剛性連接。 3)以集中力或均勾力代表工作紅對上橫梁或其他結構的傳遞力。 4)橫梁可以等簡化慣性矩的梁。設計者通常根據(jù)原始設計要求,參考同類型結構的技術資料以及個人的經(jīng)驗,適當改變某些設計參數(shù)或需要時制造一定比例的樣機模型試驗。不斷反復分析計算結果或樣機模型實驗試驗數(shù)據(jù)資料以后,直到獲得需要的設計為止。 有限元分析法：有限元分析作為求解數(shù)理方程的一種近似數(shù)值方法,利用計算機數(shù)學技術,可以計算節(jié)點的多元線性代數(shù)方程,從而給出構件節(jié)點內(nèi)部的應力及變形。侯曉望對某型沖壓液壓機主要結構靜態(tài)有限元分析以及相應的結構優(yōu)化,改進結構布局、改善應力分布以及降低了液壓機機架的整體重量。吳生富綜合運用有限元分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和實驗測試等多種手段系統(tǒng)研究某大型液壓機本體結構。首次考慮對大型液壓機進行全預緊的有限元分析以及下梁整體性優(yōu)化,分析了活動橫梁與立柱間接觸影響,最后制造了樣機模型驗證并分析的合理性。 模塊化設計、可適應設計: 模塊化設計、可適應設計都是近些年興起的設計方法。前者主要是指把產(chǎn)品在一定的范圍內(nèi)合理劃分創(chuàng)建一系列功能模塊的設計方法;后者是強調(diào)產(chǎn)品幵始設計時就應該考慮其衍生、擴展、提升等適應能力。徐燕申為克服液壓機傳統(tǒng)設計周期較長的局限,應用以 CAD、CAE 技術為中心廣義模塊化設計思想,較好的改進結構設計的不足,改善了液壓機設計的經(jīng)濟性、可靠性等。鐘偉弘根據(jù)液壓機框架結構的特點,結合液壓機實例和產(chǎn)品快速設計中柔性模塊、虛擬柔性模塊技術, 建立編碼系統(tǒng)的液壓機產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)液壓機設計制造模塊化的管理。徐銘章針對 液壓機可適應平臺設計,研究液壓機產(chǎn)品族優(yōu)化設計的數(shù)學模型。提出了整體框架式液壓機柔性模塊的結構構型模式,基于CAD/CAE 的液壓機可適應設計優(yōu)化系統(tǒng),為探討了整機拼裝結構設計提供一個新方向。耿文軒針對某重型液壓機的特點,以活動橫梁為例,研究了液壓機參數(shù)化產(chǎn)品平臺的建立流程,確定了主要結構部件的參數(shù),建立可適應產(chǎn)品模塊庫。陳黎卿等提出對某型汽車分動器適應性重構分析。結合某三維繪圖軟件,開發(fā)汽車分動器可適應性的設計系統(tǒng),提高產(chǎn)品的設計工作效率和經(jīng)濟性。 極限狀態(tài)分析法：自前蘇聯(lián)科學家在 20 世紀初提出了金屬結構設計時應考慮結構破損前塑性性能。針對傳統(tǒng)的許用應力法的局限性以及對材料、載荷的研究,新的金屬結構設計方法在不斷探索中。之后,科學家又根據(jù)載荷、材料、結構及工況等具體情況,綜合破壞階段和許用應力法的研究,提出按極限狀態(tài)的結構設計法。到了 20 世紀中后期,以數(shù)理統(tǒng)計概率論為基礎的極限狀態(tài)設計法,是國際在工程金屬結構設計方法的發(fā)展方向。目前極限狀態(tài)設計法有半概率法、近似概率法以及全概率法等大致三個分析方法。其中由于近似概率法對結構的計算方便,在實際工程設計中較為被工程技術人員運用。極限狀態(tài)設計法在水利橋梁、起重機金屬結構以及其他機構零部件的設計中廣泛應用,是被廣大工程設計所認可一種優(yōu)秀的結構設計分析方法。郭云智運用極限狀態(tài)法計算某型起重機結構強度、穩(wěn)定性,證明其分的結果優(yōu)于以前的設計方法。建立大型框式液壓機上橫梁強度、剛度極限狀態(tài)數(shù)學函數(shù)方程,計算分析強度、剛度的可靠度以及偏心距與強度、剛度關系。確定了回轉(zhuǎn)支承構件應力、強度的影響因素以及分布類型,建立了回轉(zhuǎn)支承裝置的極限狀態(tài)方程,計算了回轉(zhuǎn)支承構件的可靠度。滕媛媛和張青分別建立重機金屬結構極限狀態(tài)方程,以載荷類別、材料性能、構件幾何等為概率統(tǒng)計量并給出了實用設計公式。建立機械系統(tǒng)結構可靠性設計數(shù)學模型,在此基礎上探討關于 PSO、GA 的機械系統(tǒng)結構可靠性研究方法,說明了 6δ 優(yōu)化的優(yōu)越性。 文獻[4]對四柱液壓機總體結構設計。三梁四柱預緊力組合式是最常用的一種， 本文則針對三梁四柱式結構進行參數(shù)化設計。上橫梁、下橫梁以及四根立柱構成一 個封閉框架，活動橫梁兩側(cè)各安放一個回程缸，回程時兩個回程缸工共同工作，拉 動活動橫梁回程。液壓機采用拉桿和立柱組合式，活動橫梁由方柱導向而上下運動， 方柱在預緊狀態(tài)下受壓應力作用，拉桿上下兩端各有螺母產(chǎn)生的預緊力將上橫梁、 方柱和下橫梁預緊在一起。液壓機采用三個工作缸結構設計，中間為主缸，兩側(cè)各 為側(cè)缸，單獨主缸工作時產(chǎn)生一級壓力，兩個側(cè)缸同時工作時產(chǎn)生二級壓力，三個 缸同時工作時產(chǎn)生三級壓力。液壓機整體結構如圖所示。 圖 1 液壓機總體結構圖 文獻[2][3][7]是對四柱液壓機主機進行分析設計。液壓缸設計四柱式液壓機包括主液壓缸和頂出液壓缸，采用活塞式結構。主液壓缸缸體依靠缸口臺肩及大鎖緊螺母緊固于上橫梁內(nèi)，活塞下端用鎖緊螺母與活動橫梁相連接，活塞頭部起導向作用，采用鑄鐵材料，活塞頭部外圓處有密封環(huán)，內(nèi)圓裝有 “O”形圈，使液壓缸內(nèi)形成上下兩腔，缸 口部分同樣裝有密封 環(huán)及“O”形密封圈，借助法蘭鎖緊，保證下腔密封。頂出缸裝于工作臺中心孔內(nèi)，用鎖緊螺母加以固定，結構與主缸相同。 立柱的設計 從圖 1 液壓機本體結構可以看出：立柱的受力情況是由液壓機結構、工藝過程的受力和預緊狀態(tài)下的受力狀態(tài)決定的。因此，應仔細分析以上各因素的影響，選擇合適的計算方法。一般有下面幾種情況： 第一，立柱頂緊狀態(tài)下的受力分析和強度計算。第二，中心裁荷下立柱的受力分析和強度計算。 第三，偏心負荷狀態(tài)下，對活塞式油缸、立柱和導套間隙均等狀態(tài)下，立柱的受力分析和強度計算。 第四，偏心負荷狀態(tài)下，對活塞式油缸、立柱和導向間隙不等，因此，僅 一側(cè)立往承受偏心負荷產(chǎn)生的水平力時，立柱的受力分析和強度計算。 Y32-100 四柱液壓機上橫梁結構設計及分析 上橫梁安裝工作油缸，液壓機加壓工作時，從圖 2 中可以看出，該液壓機上 橫梁為一種典型的箱型結構。它是由一塊頂板 1003/1、一塊底板 1003/9、各兩塊側(cè)板 1003/5 和 1003/6、各四個彎板 1003/7 以及筋板 1003/4 等等組成。上橫梁頂、底板間沿徑向分布有四個支撐筋板，以提高其強度和剛度。上橫梁中 箱體中間焊接一個方形圍板，和四塊“米”字筋板一起承受油缸工作時載荷。 在上橫梁四個角上有四個直徑φ80mm 的立柱孔，用于左右和前后方向的定位立柱，每個立柱孔的上下兩個端面分別安裝有螺母，用于對上橫梁進行垂直方向 的定位。由于在上橫梁的四個角安裝了立柱，為提高橫梁的強度和便于裝配螺 母，所以設計了彎板結構，在上橫梁四個角和兩邊的側(cè)板一起形成了四個中空 的柱體。橫梁的立柱中心距和安裝液壓缸的圓筒中心孔精度要求較高，提出了 相應的公差要求，需在制造中重點保證。 圖 2 Y32-100 液壓機上橫梁結構圖 文獻[11][12][13][15]是對四柱液壓機的液壓系統(tǒng)進行分析設計.液壓缸通過液壓 控制系統(tǒng)，使活塞桿縮回或伸出，帶動鋼絲繩通過定滑輪和動滑輪使平臺上升或下降， 成升降工作。導向輪和安全制動裝置的導向部分通過立柱進行導向，以防止平臺在上升或下降時發(fā)生傾斜。平臺下降到地面時，落到緩沖裝置上，減緩沖擊。它的制動裝置是安全防下滑機構，保證在停電、鋼絲繩突然斷裂等意外情況下，平臺固鎖在 4 根 立柱上，在排除故障后，啟動液壓系統(tǒng)平臺才可正常工作。 圖 3 四柱液壓升降機液壓控制系統(tǒng)原理圖 國外液壓機的研究成果 1795 年英國工程家布拉默根據(jù)帕斯卡原理制成了世界上第一個可以使用的水壓機，隨后歐美等國在液壓機的研發(fā)上加大了資金投入，研發(fā)制造了一些噸位較大的液壓機。20 世紀初，伴隨著工業(yè)和科技的發(fā)展，液壓機的壓制噸位慢慢提高，其應用場合也變得十分廣泛，至二戰(zhàn)結束已經(jīng)出現(xiàn) 150MN 和 300MN 的大型液壓機。為了推動航空工業(yè)的發(fā)展，美國在 1955 年前后，研制出了兩臺 315MN 和 450MN 大噸位壓機。在 1955 年至 1960 年期間前蘇聯(lián)也研制出了幾臺大噸位水壓機，其噸位最高為 700MN。另外，在當時的歐洲各工業(yè)強國中也先后研制出了 3 萬噸左右的液壓機。法國在 2001 年對購買前蘇聯(lián) 650MN 液壓機的操作系統(tǒng)進行了升級，采用油控水技術提高了系統(tǒng)控制精度和自動化水平。并且 2007 年法國成功制造了 40000 噸梁柱模鍛 液壓機，成為發(fā)達國家中最新投產(chǎn)的 40000 噸級以上的液壓機。三、發(fā)展趨勢 同類產(chǎn)品的發(fā)展趨勢 1）專門化，設計軟件能針對某一類型機床形成專門的設計系統(tǒng)，比如三梁四柱式液壓機 CAD 系統(tǒng)，C 型框架液壓機設計系統(tǒng)等。該設計系統(tǒng)基本能涵蓋此類型機床主要結構設計任務和要求。 2）智能化，該設計軟件能自動生成三維實體圖形，自動裝配，生成二維圖形和自動進行有限元計算等功能，設計人員主要工作是在界面輸入相關參數(shù)，對最終結果進行判定，對有關設計系數(shù)進行調(diào)整。大大減輕了設計人員的工作時間，使其主要精力放在更加關鍵的設備性能設計、液壓系統(tǒng)設計等方面。 3）開放性，該設計系統(tǒng)具有一定的擴展功能，能拓展相應的結構特征庫和 結構知識庫，比如加強筋形式的選擇問題，可以選米字筋或矩形筋，這為設計人員提供了開發(fā)新型液壓機提供了方便。 國際上的發(fā)展動態(tài)： 1) 高速化，高效化，低能耗。提高液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。 2) 機電液一體化。充分合理利用機械和電子方面的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善。 3) 自動化、智能化。微電子技術的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化 提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預處理的功能。 4) 液壓元件集成化，標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染。標準化的元件為機器的維修帶來方便。 四、存在問題 在機械加工中，液壓機的多缸同步運動控制技術得到了極大的發(fā)展和提高。但是由于一些新的同步控制要求和液壓同步控制系統(tǒng)自身所具有的限制因素的影響，使得多個液壓缸同步控制技術的研究進展受到一定的阻礙。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1) 液壓同步系統(tǒng)的缺陷。液壓同步系統(tǒng)有許多限制因素，諸如液壓系統(tǒng)油液的可壓縮性、系統(tǒng)摩擦的非線性、控制閥流量的非線性及系統(tǒng)的泄露等。所有的這些因素都不利于同步控制系統(tǒng)的研究，極大的影響了同步系統(tǒng)的精度。 (2) 油源壓力波動。液壓機在工作時油源的壓力波動將導致系統(tǒng)中液壓閥各項性能的變化，從而對系統(tǒng)的動態(tài)與穩(wěn)態(tài)性能產(chǎn)生影響，最終影響液壓機加工產(chǎn)品的質(zhì)量。 (3) 控制算法的局限性?，F(xiàn)在一些新穎的控制算法，諸如神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法、自適應模糊控制算法、蟻群算法、粒子群算法、積分滑模變結構控制算法等，由于這算法都存在一定的局限性，在液壓機同步控制系統(tǒng)中的應用都受到很大限制。 指導教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱） 審 核 意 教研室主任意見 見  簽字： 年 月 日 簽字： 年 月 日 學院教學指導委員會意見 簽字： 年 月 日公章：